專利名稱：光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光調(diào)制器，尤其涉及一種在電介質(zhì)基板表面形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)的光調(diào)制器。
背景技術(shù)：
在光通信領(lǐng)域、光測(cè)量領(lǐng)域中，大多使用在電介質(zhì)基板表面形成有光波導(dǎo)的光波導(dǎo)元件。其中，為了進(jìn)行光強(qiáng)度調(diào)制等光調(diào)制，從易于集成化、光調(diào)制高效化等角度出發(fā)，形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)的光調(diào)制器的利用度較高。在具有馬赫曾德爾型波導(dǎo)(以下稱為“MZ型波導(dǎo)”)的光調(diào)制器中，向MZ型波導(dǎo)的至少一個(gè)支路(分支波導(dǎo))施加電場(chǎng)，控制在該支路中傳送的光波的相位。并且，LiNbO3 基板因溫度變化、長(zhǎng)時(shí)間的DC偏壓控制等，易產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)的動(dòng)作點(diǎn)移位的所謂“漂移現(xiàn)象”。因此，如專利文獻(xiàn)1至3所示，監(jiān)控來自光調(diào)制器的輸出光、從MZ型波導(dǎo)的Y合波部放射的放射模式光，調(diào)整施加到光調(diào)制器的DC偏壓，以變?yōu)檫m當(dāng)?shù)膭?dòng)作點(diǎn)。如圖1(a)所示，MZ型波導(dǎo)的理想的Y合波部在兩個(gè)分支波導(dǎo)1結(jié)合的Y合波部的分岔部分中，分支波導(dǎo)間的間隙為0，在從結(jié)合部2到輸出波導(dǎo)3形狀發(fā)生變化的部位(區(qū)域B和區(qū)域C的邊界)，放射出放射模式光(高次模光)。并且，通過監(jiān)控該放射模式光，可判斷光調(diào)制器的調(diào)制狀態(tài)(參照專利文獻(xiàn)2)。但是，實(shí)際的光波導(dǎo)的形狀如圖1(b)所示，分支波導(dǎo)間的間隙G無法是0。這是因?yàn)?，形成光波?dǎo)時(shí)的最少線寬是有限的。因該間隙的影響，在分支波導(dǎo)1結(jié)合的部位(區(qū)域 A和區(qū)域B的邊界)，發(fā)生光波的模式不匹配，產(chǎn)生在波導(dǎo)中傳送的光波的一部分泄漏的所謂“模式不匹配光”。模式不匹配光成為導(dǎo)致光調(diào)制器的光學(xué)特性退化的原因。尤其產(chǎn)生傳送損失的增大、消光比退化的問題，還會(huì)產(chǎn)生因模式不匹配光與放射模式光干擾，或模式不匹配光本身被監(jiān)控裝置檢測(cè)出，因此會(huì)無法準(zhǔn)確地檢測(cè)放射模式光等問題。另一方面，進(jìn)行了以下嘗試將光調(diào)制器中使用的電介質(zhì)基板薄板化到20μπι以下，從而降低用于驅(qū)動(dòng)光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)電壓，或者實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和傳送光的速度匹配等。但如專利文獻(xiàn)4所示，在薄板化的電介質(zhì)基板內(nèi)，從光波導(dǎo)泄漏出的光波在被封閉在基板內(nèi)的狀態(tài)下傳送，因此無法分離模式不匹配光和放射模式光，根據(jù)情況不同，會(huì)形成放射模式光和信號(hào)光的分離也變得困難的狀態(tài)。進(jìn)一步，在薄板化的光調(diào)制器中，光波導(dǎo)的線寬從通常(基板厚度數(shù)百ym)的 5 7 μ m減少到2 4 μ m左右，因此分支波導(dǎo)的結(jié)合部(Y合波部)中的間隙G的影響和通常的相比變大，模式不匹配光的發(fā)生更為顯著。本申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)4中公開了 為使放射模式光與信號(hào)光分離，用2X3分支波導(dǎo)形成MZ型波導(dǎo)的Y合波部。但在專利文獻(xiàn)4公開的2 X 3分支波導(dǎo)的形狀下，2分支波導(dǎo)結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的模式不匹配光的一部分與光波導(dǎo)再結(jié)合，產(chǎn)生混入到放射模式光或輸出光的問題。
專利文獻(xiàn)1 日本特開平5-53086號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平5-134220號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2001-281507號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2006-301612號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述課題，提供一種光調(diào)制器，其可抑制MZ型波導(dǎo)的Y合波部中的模式不匹配光的發(fā)生、模式不匹配光混入到放射模式光、輸出光的情況，并且可有效分離提取放射模式光和輸出光。為解決上述課題，技術(shù)方案1涉及的發(fā)明是一種光調(diào)制器，在電介質(zhì)基板表面形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)，其特征在于，該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的出射側(cè)的Y合波部的合波后的波導(dǎo)是多模波導(dǎo)，在將該多模波導(dǎo)變更為成為單模波導(dǎo)的輸出主波導(dǎo)的部位，連接作為高次模用波導(dǎo)的輸出副波導(dǎo)，該多模波導(dǎo)的長(zhǎng)度為150 μ m以上。技術(shù)方案2涉及的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1所述的光調(diào)制器中，兩個(gè)該輸出副波導(dǎo)被配置成夾持該輸出主波導(dǎo)，且以該輸出主波導(dǎo)為中心線對(duì)稱。技術(shù)方案3涉及的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1或2所述的光調(diào)制器中，通過該 Y合波部結(jié)合的兩個(gè)分支波導(dǎo)的各自的寬度小于該輸出主波導(dǎo)的寬度，該輸出副波導(dǎo)的寬度小于該分支波導(dǎo)的寬度。技術(shù)方案4涉及的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1至3的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，該電介質(zhì)基板的厚度為20 μ m以下。技術(shù)方案5涉及的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1至4的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器中，在到該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的入射側(cè)的Y分支部為止的輸入波導(dǎo)的中途，設(shè)置從該輸入波導(dǎo)分支的高次模用波導(dǎo)。根據(jù)技術(shù)方案1涉及的發(fā)明，在電介質(zhì)基板表面形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)的光調(diào)制器中，該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的出射側(cè)的Y合波部的合波后的波導(dǎo)是多模波導(dǎo)，在將該多模波導(dǎo)變更為成為單模波導(dǎo)的輸出主波導(dǎo)的部位，連接作為高次模用波導(dǎo)的輸出副波導(dǎo)， 因此在兩個(gè)分支波導(dǎo)結(jié)合的部分，模式不會(huì)大幅度變化，不存在泄漏的區(qū)域(單模波導(dǎo))， 因此抑制了模式不匹配光的發(fā)生。進(jìn)一步，該多模波導(dǎo)的長(zhǎng)度為150 μ m以上，因此在兩個(gè)分支波導(dǎo)的結(jié)合部產(chǎn)生的模式不匹配光與輸出主波導(dǎo)或輸出副波導(dǎo)的再次結(jié)合也在距離上受到限制，模式不匹配光不會(huì)混入到放射模式光或輸出光中。根據(jù)技術(shù)方案2涉及的發(fā)明，兩個(gè)輸出副波導(dǎo)夾持輸出主波導(dǎo)，且以該輸出主波導(dǎo)為中心線對(duì)稱地配置，因此通過該輸出副波導(dǎo)可穩(wěn)定地導(dǎo)出放射模式光。根據(jù)技術(shù)方案3涉及的發(fā)明，通過Y合波部結(jié)合的兩個(gè)分支波導(dǎo)的各自的寬度小于輸出主波導(dǎo)的寬度，輸出副波導(dǎo)的寬度小于該分支波導(dǎo)的寬度，因此可使分支波導(dǎo)的結(jié)合部的模式直徑、與作為接通狀態(tài)的光波被輸出的單模波導(dǎo)的輸出主波導(dǎo)的模式直徑基本一致，可高效從輸出主波導(dǎo)導(dǎo)出輸出光。根據(jù)技術(shù)方案4涉及的發(fā)明，該電介質(zhì)基板的厚度為20 μ m以下，因此模式不匹配光的影響變得明顯，需要抑制模式不匹配光。因此，通過適用本發(fā)明的光調(diào)制器的構(gòu)成，可降低用于驅(qū)動(dòng)光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)電壓，并且實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和傳送光的速度匹配的同時(shí)，可抑制模式不匹配光。根據(jù)技術(shù)方案5涉及的發(fā)明，在到馬赫曾德爾型波導(dǎo)的入射側(cè)的Y分支部為止的輸入波導(dǎo)的中途，設(shè)置從該輸入波導(dǎo)分支的高次模用波導(dǎo)，因此可通過高次模用波導(dǎo)去除在光輸入部產(chǎn)生并在輸入波導(dǎo)中傳送的高次模光，從而可使Y分支部的光波的分支比接近 1比1。當(dāng)分支比不是1比1時(shí)，Y合波部中產(chǎn)生和調(diào)制無關(guān)的高次模。該不必要的光混入到輸出主波導(dǎo)、輸出副波導(dǎo)，消光比等特性退化。通過在入射部附加高次模用波導(dǎo)，可進(jìn)一步抑制不需要的光的發(fā)生率。


圖1是說明MZ型波導(dǎo)的Y合波部中的不匹配光、放射模式光的發(fā)生狀況的圖。圖2是說明本發(fā)明的光調(diào)制器中使用的Y合波部附近的波導(dǎo)形狀的圖。圖3是說明Y合波部附近的波導(dǎo)形狀差異造成的不同效果的圖。圖4是表示將高次模用波導(dǎo)連接到輸入波導(dǎo)的形態(tài)的圖。圖5是表示圖3 (a)及(b)的兩個(gè)波導(dǎo)形狀下的、結(jié)合長(zhǎng)度和輸出副波導(dǎo)的最大光強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。圖6是表示圖3(b)的波導(dǎo)形狀下的兩個(gè)分支波導(dǎo)的結(jié)合部分的間隙(gap)為 (^!11(理想值)、0.8 4111(實(shí)際可實(shí)施的寬度)時(shí)的、結(jié)合長(zhǎng)度和輸出副波導(dǎo)的最大光強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。標(biāo)記的說明1分支波導(dǎo)2結(jié)合波導(dǎo)3輸出波導(dǎo)4輸出副波導(dǎo)
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明的光調(diào)制器。圖2是表示本發(fā)明的光調(diào)制器中使用的Y合波部附近的波導(dǎo)形狀的圖。本發(fā)明的特征是，在電介質(zhì)基板表面形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)的光調(diào)制器中，該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的出射側(cè)的Y合波部的合波后的波導(dǎo)2是多模波導(dǎo)，在將該多模波導(dǎo)(2) 變更為成為單模波導(dǎo)的輸出主波導(dǎo)C3)的部位(區(qū)域B和區(qū)域C的邊界)，連接作為高次模用波導(dǎo)的輸出副波導(dǎo)G)。標(biāo)記1是MZ型波導(dǎo)的支路，表示在Y合波部結(jié)合的兩個(gè)分支波導(dǎo)。光調(diào)制器的輸出光的光強(qiáng)度Pc及放射模式光的光強(qiáng)度P士在設(shè)MZ型波導(dǎo)的各支路間的相位差為Φ、耦合部的基本模式和高次模式的相位差為S、基本模式光泄漏到兩側(cè)的輸出副波導(dǎo)的比例為e2時(shí)，如下述數(shù)式1所示。但是，現(xiàn)有的光強(qiáng)度如上所述，Y合波部的模式不匹配光與作為高次模用波導(dǎo)的輸出副波導(dǎo)再次結(jié)合，因此并不適用于數(shù)式1所示的公式，但本發(fā)明的光調(diào)制器中，可獲得與該式接近的值。(數(shù)式1)
權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制器，在電介質(zhì)基板表面形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)，其特征在于， 該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的出射側(cè)的Y合波部的合波后的波導(dǎo)是多模波導(dǎo)，在將該多模波導(dǎo)變更為成為單模波導(dǎo)的輸出主波導(dǎo)的部位，連接作為高次模用波導(dǎo)的輸出副波導(dǎo)，該多模波導(dǎo)的長(zhǎng)度為150 μ m以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，兩個(gè)該輸出副波導(dǎo)被配置成夾持該輸出主波導(dǎo)，且以該輸出主波導(dǎo)為中心線對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光調(diào)制器，其特征在于，在該Y合波部結(jié)合的兩個(gè)分支波導(dǎo)的各自的寬度小于該輸出主波導(dǎo)的寬度，該輸出副波導(dǎo)的寬度小于該分支波導(dǎo)的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于， 該電介質(zhì)基板的厚度為20 μ m以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的光調(diào)制器，其特征在于，在到該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的入射側(cè)的Y分支部為止的輸入波導(dǎo)的中途，設(shè)置從該輸入波導(dǎo)分支的高次模用波導(dǎo)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種光調(diào)制器，其可抑制MZ型波導(dǎo)的Y合波部中的模式不匹配光的發(fā)生、模式不匹配光混入到放射模式光、輸出光的情況，并且可有效分離提取放射模式光和輸出光。在電介質(zhì)基板表面形成有馬赫曾德爾型波導(dǎo)的光調(diào)制器中，其特征在于，該馬赫曾德爾型波導(dǎo)的出射側(cè)的Y合波部的合波后的波導(dǎo)是多模波導(dǎo)(2)，在將該多模波導(dǎo)(2)變更為成為單模波導(dǎo)的輸出主波導(dǎo)(3)的部位，連接作為高次模用波導(dǎo)的輸出副波導(dǎo)(4)，該多模波導(dǎo)(2)的長(zhǎng)度為150μm以上。
文檔編號(hào)G02B6/126GK102308246SQ20108000702
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者及川哲, 菅又徹, 近藤勝利 申請(qǐng)人:住友大阪水泥股份有限公司